JP2006145420A - 角速度検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明では、角速度検出装置内の基板に対して直交する軸回りの角速度を検出する角速度センサが基板の表面から大幅に突出するのを抑えることができる角速度検出装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 角速度検出装置１は、車両の取付面Ｆに対して平行に設けられる基板１０と、取付面Ｆに直交する軸回りの角速度を検出するために基板１０の所定面上に寝かされた状態で設けられる三脚音叉型ジャイロ３０を備えている。この三脚音叉型ジャイロ３０は、その内部に設けられる三脚音叉３１の長手方向と直交する軸回りの角速度を検出可能に構成されている。また、基板１０の前記所定面上には、音叉の長手方向に沿った軸回りの角速度を検出する二つの二脚音叉型ジャイロ２０が、これらの音叉の長手方向が互いに直交し、かつ、基板１０の面に対して平行となるように、設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、角速度センサを基板上に備えた角速度検出装置に関するものである。

一般的な自動車においては、車両の回転運動による角速度を検出するための角速度センサが設けられており、この角速度センサで検出した信号は車両姿勢制御システムやカーナビゲーションシステムなどの様々な機器において参照されている。このような角速度センサとしては、従来、コリオリ力を利用した音叉型の角速度センサが知られている（特許文献１参照）。このような角速度センサは、その音叉の軸方向（長手方向）に沿う軸回りの角速度を検出することが可能となっているため、利用者は、音叉の軸方向を検出したい角速度の軸方向と一致させることで検出したい軸回りの角速度を知ることが可能となっている。

具体的に、車両に加わる鉛直軸回りの角速度を検出したい場合には、例えば図７（ａ）に示すように、地面に対して水平となる取付面Ｆに取り付けられる角速度検出装置５０内に、取付面Ｆに対して平行となるように基板５１を設け、この基板５１上に角速度センサ５２を立てるように（内部の音叉５２ａの軸方向が基板５１と直交するように）取り付けることで、鉛直軸回りの角速度を検出することが可能となっている。また、鉛直軸回りの角速度の他に、車両の前後、左右方向に延びる軸回りの角速度も検出したい場合には、図７（ｂ）に示すように、基板５１上に鉛直軸回りの角速度を検出する角速度センサ５２を立てるように取り付けるとともに、その他の各角速度センサ５３，５４を寝かせるように（内部の音叉５２ａの軸方向が車両の前後または左右方向に沿うように）取り付けることで、三軸回りの角速度を検出することが可能となっている。

特開２００４−１０１２５５号公報

しかしながら、前記の技術では、鉛直軸回りの角速度を検出する角速度センサ５２が基板５１から他の部品よりも大幅に突出しているため、角速度検出装置５０全体が大型化してしまうといった問題があった。なお、このような問題に対して、図８（ａ）に示すように、水平となる取付面Ｆに対して垂直となるように基板５１を設け、この基板５１に対して鉛直軸回りの角速度を検出する角速度センサ５２を平行に取り付けることで、基板５１からの角速度センサ５２の突出を防止して、角速度検出装置５０の幅を縮めることはできる。しかし、このような構造において、三軸回りの角速度を検出する場合には、図８（ｂ）に示すように、前後または左右方向の軸回りの角速度を検出する角速度センサ５３，５４のどちらか一方（図では角速度センサ５３）が基板５１に対して直交した状態で取り付けられることになるので、角速度検出装置５０の大型化を免れることはできなかった。

そこで、本発明では、角速度検出装置内の基板に対して直交する軸回りの角速度を検出する角速度センサが基板の表面から大幅に突出するのを抑えることができる角速度検出装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決する本発明のうち請求項１に記載の発明は、基板に直交する軸回りの角速度を検出するための角速度センサが、前記基板上に設けられている角速度検出装置であって、前記角速度センサとして、音叉の軸方向と直交する軸回りの角速度を検出可能に構成される第一角速度センサを、前記基板の面に対して前記音叉の軸方向が平行となるように、前記基板の所定面上に設けるとともに、前記第一角速度センサとは別に、音叉の軸方向に沿った軸回りあるいは前記軸方向に直交する軸回りの角速度を検出する二つの第二角速度センサを、前記基板の面に対して平行となるように、前記基板の前記所定面上に設けたことを特徴とする。

ここで、「音叉の軸方向と直交する軸回りの角速度を検出可能に構成される角速度センサ」とは、例えば三本の脚を有する三脚音叉を有した角速度センサなどをいう。

請求項１に記載の発明によれば、音叉の軸方向と直交する軸回りの角速度を検出することができる第一角速度センサを、その音叉の軸方向が基板の面に対して平行となるように（寝かせるように）基板上に設けているので、基板の表面から第一角速度センサが大幅に突出するのを抑えることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の角速度検出装置であって、前記第一角速度センサは、三本の脚と、各脚の一端に一体的に設けられる基部とを有する三脚音叉と、前記三脚音叉を励振させるための励振手段と、前記三脚音叉に回転運動が加わることで、励振された前記三脚音叉に生じるコリオリ力を検出する検出手段と、を備え、前記三脚音叉の軸方向に沿ったＹ軸回りの角速度と、前記基部の面に直交するＺ軸回りの角速度と、前記Ｙ軸およびＺ軸に対して直交するＸ軸回りの角速度のうち少なくともＺ軸回りの角速度を検出するように構成されることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、基板に寝かせるように設置した第一角速度センサとして、三軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）回りの角速度を任意に検出することが可能な三脚音叉型のセンサを利用するので、例えばこの第一角速度センサをＺ軸回りの角速度のみ検出可能な構造とすることで、この第一角速度センサと他の二つの第二角速度センサとを合わせて三軸回りの角速度を検出することができる。また、例えば第一角速度センサを三軸回りの角速度の検出が可能な構造とすることで、仮にＸ軸回りの角速度を検出する第二角速度センサが故障した場合でも第一角速度センサで検出するＸ軸回りの角速度を参照することができるので、センサの信頼性を向上させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の角速度検出装置であって、前記第一角速度センサと前記第二角速度センサとが、共通の部品で構成されることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、例えば第一角速度センサと第二角速度センサを、ともに前記した三脚音叉型のセンサの部品で構成することによって、部品の共通化を図れるので、その分コストダウンを図ることができる。

請求項１に記載の発明によれば、音叉の軸方向と直交する軸回りの角速度を検出することができる第一角速度センサを、その音叉の軸方向が基板の面に対して平行となるように（寝かせるように）基板上に設けているので、基板の表面から第一角速度センサが大幅に突出するのを抑えることができる。

請求項２に記載の発明によれば、基板に寝かせるように設置した第一角速度センサとして、三軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）回りの角速度を任意に検出することが可能な三脚音叉型のセンサを利用するので、例えばこの第一角速度センサをＺ軸回りの角速度のみ検出可能な構造とすることで、この第一角速度センサと他の二つの第二角速度センサとを合わせて三軸回りの角速度を検出することができる。

請求項３に記載の発明によれば、例えば第一角速度センサと第二角速度センサを、ともに前記した三脚音叉型のセンサの部品で構成することによって、部品の共通化を図れるので、その分コストダウンを図ることができる。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は本実施形態に係る角速度検出装置を示す斜視図であり、図２は二脚音叉型ジャイロ内の二脚音叉の構造を示す斜視図である。また、図３は、三脚音叉型ジャイロ内の三脚音叉の構造を示す上面図（ａ）と、図３（ａ）のＡ−Ａ断面図（ｂ）である。

図１に示すように、角速度検出装置１は、基板１０と、二つの二脚音叉型ジャイロ（第二角速度センサ）２０と、三脚音叉型ジャイロ（第一角速度センサ）３０と、これらを収容するためのハウジング４０とで主に構成されている。

基板１０は、図示しない車両の取付面Ｆに対して平行となるようにハウジング４０内に固定されている。また、基板１０の表面１０ａ（図示しないプリント配線が形成される面：所定面）には、前記した二脚音叉型ジャイロ２０や三脚音叉型ジャイロ３０が設けられる他、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）などの各種電子部品Ｐが設けられている。なお、二脚音叉型ジャイロ２０と三脚音叉型ジャイロ３０が、基板１０における同一平面上（表面１０ａ上）に設けられることによって、基板１０の直交方向において小型化が図られるようになっている。

二脚音叉型ジャイロ２０は、図２に示すように、二本の脚２１ａを有する二脚音叉２１と、二脚音叉２１を励振させるための振動素子２２と、二脚音叉２１の各脚２１ａに生じるコリオリ力を検出するための検出素子２３とを主に備えている。振動素子２２は、逆圧電効果を利用した振動源であり、正弦波の電圧が印加されることによって二脚音叉２１の各脚２１ａを図の左右方向（各脚２１ａが並ぶ方向）に励振させるものである。

検出素子２３は、圧電効果を利用したセンサであり、振動素子２２で励振された二脚音叉２１に回転運動（二脚音叉２１の軸方向に沿った軸回りの回転運動）が加えられることによって各脚２１ａに発生するコリオリ力を電圧として検出するものである。なお、このコリオリ力は、二脚音叉２１の各脚２１ａが振動する方向に対して直交する方向（詳しくは、二本の脚２１ａを含む面に直交する方向）に発生するようになっており、角速度に比例して変化するようになっている。また、このように検出されたコリオリ力は、図示せぬ制御装置によって参照され、この制御装置がコリオリ力に基づいて角速度を演算するようになっている。

そして、このように構成される二つの二脚音叉型ジャイロ２０は、図１に示すように、その二脚音叉２１の軸方向が、互いに直交し、かつ、基板１０の表面１０ａに対して平行となるように、基板１０上に配設される。詳しくは、二つの二脚音叉型ジャイロ２０のうち一方は図示しない車両の前後方向に沿った軸回りの角速度を検出し、他方は前記車両の左右方向に沿った軸回りの角速度を検出するように基板１０上に配設されている。

三脚音叉型ジャイロ３０は、基板１０の表面１０ａに対して直交する軸回りの角速度を検出するためのセンサであり、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、三本の脚３１ａ，３１ｂ，３１ａを有する三脚音叉３１と、各脚３１ａ，３１ｂ，３１ａの全面（軸方向に延びる四つの面）に形成される電極膜３２と、図示しない制御装置とで主に構成されている。

三脚音叉３１は、水晶または圧電性磁器等の平板状の材料から切り出されたものであり、同一面内において平行となる三本の脚３１ａ，３１ｂ，３１ａと、各脚３１ａ，３１ｂ，３１ａの基端（一端）を一体的に繋ぐように形成される略平板状の基部３１ｃとを有する形状となっている。三本の脚３１ａ，３１ｂ，３１ａのうち外側の二本の脚３１ａ（以下、「外脚３１ａ」ともいう）は、その先端部に真中の脚３１ｂ（以下、「中脚３１ｂ」ともいう）から離れるように形成される突起部３１ｄが形成されている。また、中脚３１ｂの先端は、外脚３１ａの先端よりも所定長だけ長めに形成されている。なお、以下の説明においては、便宜上、三本の脚３１ａ，３１ｂ，３１ａが並ぶ方向をＸ方向と称し、各脚３１ａ，３１ｂ，３１ａが延びる方向（軸方向）をＹ方向と称し、基部３１ｃの面に直交する方向をＺ方向と称することとする。

図３（ｂ）に示すように、二つの外脚３１ａの下面に形成される電極膜３２には、それぞれ駆動端子Ｄｒｖ１，Ｄｒｖ２が接続され、この駆動端子Ｄｒｖ１，Ｄｒｖ２を介して図示しない電圧供給装置から所定の電圧が印加されるようになっている。詳しくは、一方の駆動端子Ｄｒｖ１には、一定振幅の正弦波の電圧が印加され、他方の駆動端子Ｄｒｖ２には同じ振幅で１８０°位相の異なる正弦波の電圧が印加されるようになっており、これにより、各外脚３１ａが互いに反対の方向に（Ｘ方向と−Ｘ方向とに）振動するようになっている。ここで、電極膜３２、駆動端子Ｄｒｖ１，Ｄｒｖ２および前記電圧供給装置は、特許請求の範囲にいう「励振手段」に相当する。

また、各脚３１ａ，３１ｂ，３１ａの左右側の面（Ｘ方向に直交する面）に形成される電極膜３２は、グラウンドＧＮＤに接続されている。そして、各外脚３１ａの上面や、中脚３１ｂの上下面に形成される電極膜３２には、励振された三脚音叉３１に回転運動が加わることで、各脚３１ａ，３１ｂ，３１ａに生じるコリオリ力を圧電的に検出するための検出端子Ｄｅｔ１，Ｄｅｔ２，Ｄｅｔ３，Ｄｅｔ４が接続されている。具体的には、検出端子Ｄｅｔ１，Ｄｅｔ２は、中脚３１ｂのＸ方向の運動を検出する。また、検出端子Ｄｅｔ３，Ｄｅｔ４は、各外脚３１ａのＸ方向の運動を個別に検出する。ここで、電極膜３２、検出端子Ｄｅｔ１，Ｄｅｔ２，Ｄｅｔ３，Ｄｅｔ４および前記制御装置は、特許請求の範囲にいう「検出手段」に相当する。なお、検出端子Ｄｅｔ３，Ｄｅｔ４で検出される信号は、前記制御装置において駆動端子Ｄｒｖ１，Ｄｒｖ２に印加する電圧の位相差を出すためのフィードバック信号としても利用される。

次に、三脚音叉型ジャイロ３０の動作原理を説明するために、まず、三脚音叉３１に生起し得る基本的な（最低次数の）振動モードについて図４を参照して説明する。
図４（ａ）に示すモードは、各外脚３１ａがＺ方向に同じ向きに変位し、中脚３１ｂがその反対向きに変位するＶモードであり、図４（ｂ）に示すモードは、各外脚３１ａのみがＸ方向において互いに反対向きとなるように変位するＨＳモードである。また、図４（ｃ）に示すモードは、各外脚３１ａがＸ方向に同じ向きに変位し、中脚３１ｂがその反対向きに変位するＨＡモードであり、図４（ｄ）に示すモードは、各外脚３１ａがＺ方向において互いに反対向きとなるように変位するＴモードである。なお、本実施形態において特に関係するのは、Ｖモード、ＨＳモード、ＨＡモードである。

続いて、三脚音叉型ジャイロ３０の動作原理について図５を参照して説明する。
図５（ａ）に示すモードは、本実施形態において使用される振動モードであり、通常Ｖ＋ＨＳモードと呼ばれている。これは、図４（ａ）および（ｂ）に示す二つのモード（ＶモードおよびＨＳモード）が結合した状態の振動モードである。このようなＶ＋ＨＳモードを生起させるためには、各脚３１ａ，３１ｂ，３１ａの寸法等を適宜調整して、各脚３１ａ，３１ｂ，３１ａのＸ方向の固有振動数と、Ｚ方向の固有振動数とを極めて接近させる必要があり、これにより、二つのモードが同時に生起されてＶ＋ＨＳモードが生起することとなる。なお、このようにＸ方向の固有振動数とＺ方向の固有振動数とを極めて接近させることによってＶ＋ＨＳモードを生起させる場合は、Ｘ方向およびＺ方向にともに駆動力（電圧）を与える必要はなく、どちらか一方向のみに駆動力を与えれば、結合した二つのモードが同時に生起されることとなる。

そして、このＶ＋ＨＳモードでは、各外脚３１ａが、ＸＺ面内において対称的な楕円運動（円運動も含む）を行う。なお、各外脚３１ａの楕円状の軌跡は、ＶモードとＨＳモードを生起させるタイミングによって変化するようになっている。そして、このタイミングは、前記したＸ方向の固有振動数とＺ方向の固有振動数との差を適宜調整して、各振動モードの位相差を変化させることで適宜設定することが可能となっている。本実施形態においては、この位相差は９０°に極めて近くなるように設定されており、これにより、楕円状の軌跡の長軸および短軸がＸ方向およびＺ方向に向くようになっている。なお、このような楕円状の軌跡で各外脚３１ａが運動することによって、混合した信号からノイズを含まない信号を検出することが可能となっている。

図５（ｂ）〜（ｄ）は、駆動モード（前記した振動モード）と検出モードとの関係を示している。図５（ｂ）の左側に示す図は、駆動モードにおけるＶモード成分を示しており、右側の図は三脚音叉３１にＸ軸回りの回転運動（角速度Ωｘ）が加えられたときに生じるコリオリ力Ｆｃｘ（振動速度と角速度Ωｘとのベクトル積に比例）を示している。コリオリ力Ｆｃｘは、各外脚３１ａの突起部３１ｄに対して−Ｙ方向（または＋Ｙ方向）に働くとともに、中脚３１ｂに対して＋Ｙ方向（または−Ｙ方向）に働いており、これによって、三脚音叉３１には新しい付加的なＨＳモードが生起されることとなるので、その付加的撓みを回路的な処理によって求めれば、結果的に角速度Ωｘを検出することが可能となっている。なお、本実施形態においては、角速度Ωｘが、前記した二脚音叉型ジャイロ２０によって検出されるので、三脚音叉型ジャイロ３０には角速度Ωｘを検出するために必要な機器や機能は設けられておらず、これにより、三脚音叉型ジャイロ３０に関するコストの低下を図ることが可能となっている。

図５（ｃ）の左側に示す図は、駆動モードにおけるＶモード成分を示しており、右側の図は三脚音叉３１にＹ軸回りの回転運動（角速度Ωｙ）が加えられたときに生じるコリオリ力Ｆｃｙを示している。コリオリ力Ｆｃｙは、各外脚３１ａに対して＋Ｘ方向（または−Ｘ方向）に働くとともに、中脚３１ｂに対して−Ｘ方向（または＋Ｘ方向）に働いており、これによって、三脚音叉３１には新しい付加的なＨＡモードが生起されることとなるので、その付加的撓みを回路的な処理によって求めれば、結果的に角速度Ωｙを検出することが可能となっている。具体的には、中脚３１ｂの運動を圧電的に検出することで、角速度Ωｙに比例する出力を得ることが可能となっている。なお、本実施形態においては、角速度Ωｙが、前記した二脚音叉型ジャイロ２０によって検出されるので、三脚音叉型ジャイロ３０には角速度Ωｙを検出するために必要な機器や機能は設けられておらず、これにより、三脚音叉型ジャイロ３０に関するコストの低下を図ることが可能となっている。

図５（ｄ）の左側に示す図は、駆動モードにおけるＨＳモード成分を示しており、右側の図は三脚音叉３１にＺ軸回りの回転運動（角速度Ωｚ）が加えられたときに生じるコリオリ力Ｆｃｚを示している。コリオリ力Ｆｃｚは、一方の外脚３１ａに対して−Ｙ方向（または＋Ｙ方向）に働くとともに、他方の外脚３１ａに対して＋Ｙ方向（−Ｙ方向）に働いており、これによって、各外脚３１ａがＸ方向については同じ方向に振動するようになっている。また、中脚３１ｂは、各外脚３１ａの運動の非対称性を打ち消すために、Ｘ方向において各外脚３１ａとは逆の方向に振動するようになっている。そのため、三脚音叉３１には新しい付加的なＨＡモードが生起されることとなり、その中脚３１ｂの運動を圧電的に検出することで、角速度Ωｚに比例する出力を得ることが可能となっている。

なお、三脚音叉３１にＹ軸回りの角速度ΩｙとＺ軸回りの角速度Ωｚがともに加えられると、中脚３１ｂには、二つの角速度Ωｙ，Ωｚに起因したコリオリ力が生じるが、加振力であるコリオリ力に９０°の位相差があることにより、異なる位相で同期検波を行うことで出力を分離することができるようになっている。すなわち、本実施形態では、角速度Ωｚに起因したコリオリ力だけを分離することで、このコリオリ力に基づいて角速度Ωｚを算出することが可能となっている。

なお、本実施形態では、Ｚ軸回りの角速度Ωｚのみを検出することができればよいので、図３（ｂ）に示すように、各外脚３１ａに作用するコリオリ力を検出するために各外脚３１ａに設けた検出端子Ｄｅｔ３，Ｄｅｔ４や、これに対応した電極膜３２などを適宜除去することができる。このように検出端子Ｄｅｔ３，Ｄｅｔ４等を除去することによっても、三脚音叉型ジャイロ３０に関するコストの低下を図ることが可能となっている。

図１に示すように、ハウジング４０は、各ジャイロ２０，３０が寝かされた状態（各音叉２１，３１の軸方向が基板１０に対して平行となる状態）で設置された基板１０を内部に収容するものであり、その側面には、取付面Ｆに対して角速度検出装置１をボルト（図示せず）で締結するための取付フランジ４１が形成されている。なお、前記したように各ジャイロ２０，３０が寝かされた状態で基板１０に設置され、かつ、この基板１０が取付面Ｆに対して平行となるようにハウジング４０内に固定されるので、ハウジング４０の取付面Ｆからの高さが抑えられるようになっている。

以上によれば、本実施形態において、次のような効果を得ることができる。
三脚音叉３１の軸方向と直交するＺ軸回りの角速度Ωｚを検出することができる三脚音叉型ジャイロ３０を、その三脚音叉３１の軸方向が基板１０の面に対して平行となるように基板１０上に設けているので、従来のように基板の表面から角速度センサが大幅に突出することがなくなり、角速度検出装置１の小型化を図ることができる。

三軸回りの角速度をそれぞれ検出する三つのジャイロ２０，３０を全て基板１０上に寝かせることができるので、角速度検出装置１の小型化を図りつつ、三軸回りの角速度を検出することができる。

以上、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
本実施形態では、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸に対応して三つのジャイロ２０，３０をそれぞれ設ける構造としたが、本発明はこれに限定されず、例えばＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸回りの角速度を検出可能な三脚音叉型ジャイロ３０だけを設けるようにしてもよい。これによれば、二つの二脚音叉型ジャイロ２０を省く分だけ、コストの低減を図ることができる。

本実施形態では、基板１０に直交する軸回りの角速度を検出するために、その軸と、三脚音叉型ジャイロ３０において設定したＺ軸とが合うように、三脚音叉型ジャイロ３０を基板１０上に設置したが、本発明はこれに限定されず、三脚音叉型ジャイロ３０におけるＸ軸が基板１０に対して直交するように（三脚音叉３１の面が基板１０に対して直交するように）三脚音叉型ジャイロ３０を基板１０上に設置してもよい。この場合は、本実施形態よりも角速度検出装置１の高さを多少高くしなければならないが、従来のように二脚音叉型ジャイロを基板上に立てる構造に比べれば、格段に角速度検出装置１を小型化することができる。なお、このような構造においては、本実施形態で省略したＸ軸検出用の検出端子Ｄｅｔ３，Ｄｅｔ４やこれに対応する電極膜３２を設ける必要があるが、その代わりにＺ軸検出用の検出端子Ｄｅｔ１，Ｄｅｔ２等を省略することができる。
また、本実施形態では、基板１０を取付面Ｆに対して平行に取り付けたが、本発明はこれに限定されず、例えば基板１０を取付面Ｆに対して垂直に取り付けてもよい。

本実施形態では、三脚音叉型ジャイロ３０と二つの二脚音叉型ジャイロ２０とによって三軸回りの角速度を検出するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図６に示すように、三つの三脚音叉型ジャイロ３０を設けることによって、各三脚音叉型ジャイロ３０でＸ軸、Ｙ軸またはＺ軸回りの角速度をそれぞれ検出するようにしてもよい。これによれば、部品の共通化を図ることができるので、その分コストダウンを図ることができる。

本実施形態に係る角速度検出装置を示す斜視図である。 二脚音叉型ジャイロ内の二脚音叉の構造を示す斜視図である。 三脚音叉型ジャイロ内の三脚音叉の構造を示す上面図（ａ）と、図３（ａ）のＡ−Ａ断面図（ｂ）である。 三脚音叉の振動モードを示す図であり、Ｖモードを示す説明図（ａ）と、ＨＳモードを示す説明図（ｂ）と、ＨＡモードを示す説明図（ｃ）と、Ｔモードを示す説明図（ｄ）である。 三脚音叉に電圧を印加したときの駆動モードを示す説明図（ａ）と、三脚音叉にＸ軸回りの角速度が加わったときのコリオリ力を示す説明図（ｂ）と、三脚音叉にＹ軸回りの角速度が加わったときのコリオリ力を示す説明図（ｃ）と、三脚音叉にＺ軸回りの角速度が加わったときのコリオリ力を示す説明図（ｄ）である。 他の実施形態に係る角速度検出装置を示す斜視図である。 取付面に対して基板が平行となるように設定された従来の角速度検出装置を示す図であり、取付面に直交する軸回りの角速度を検出する角速度センサのみを基板上に設けた構造を示す斜視図（ａ）と、三軸回りの角速度を検出するために三つの角速度センサを基板上に配設した構造を示す斜視図（ｂ）である。 取付面に対して基板が垂直となるように設定された従来の角速度検出装置を示す図であり、取付面に直交する軸回りの角速度を検出する角速度センサのみを基板上に設けた構造を示す斜視図（ａ）と、三軸回りの角速度を検出するために三つの角速度センサを基板上に配設した構造を示す斜視図（ｂ）である。

符号の説明

１ 角速度検出装置
１０ 基板
１０ａ 表面
２０ 二脚音叉型ジャイロ
２１ 二脚音叉
２１ａ 脚
２２ 振動素子
２３ 検出素子
３０ 三脚音叉型ジャイロ
３１ 三脚音叉
３１ａ 外脚
３１ｂ 中脚
３１ｃ 基部
３１ｄ 突起部
３２ 電極膜
４０ ハウジング
４１ 取付フランジ
Ｆ 取付面
Ｆｃｘ コリオリ力
Ｆｃｙ コリオリ力
Ｆｃｚ コリオリ力

Claims (3)

1. 基板に直交する軸回りの角速度を検出するための角速度センサが、前記基板上に設けられている角速度検出装置であって、
   前記角速度センサとして、音叉の軸方向と直交する軸回りの角速度を検出可能に構成される第一角速度センサを、前記基板の面に対して前記音叉の軸方向が平行となるように、前記基板の所定面上に設けるとともに、
   前記第一角速度センサとは別に、音叉の軸方向に沿った軸回りあるいは前記軸方向に直交する軸回りの角速度を検出する二つの第二角速度センサを、前記基板の面に対して平行となるように、前記基板の前記所定面上に設けたことを特徴とする角速度検出装置。
2. 請求項１に記載の角速度検出装置であって、
   前記第一角速度センサは、
   三本の脚と、各脚の一端に一体的に設けられる基部とを有する三脚音叉と、
   前記三脚音叉を励振させるための励振手段と、
   前記三脚音叉に回転運動が加わることで、励振された前記三脚音叉に生じるコリオリ力を検出する検出手段と、を備え、
   前記三脚音叉の軸方向に沿ったＹ軸回りの角速度と、前記基部の面に直交するＺ軸回りの角速度と、前記Ｙ軸およびＺ軸に対して直交するＸ軸回りの角速度のうち少なくともＺ軸回りの角速度を検出するように構成されることを特徴とする角速度検出装置。
3. 請求項１に記載の角速度検出装置であって、
   前記第一角速度センサと前記第二角速度センサとが、共通の部品で構成されることを特徴とする角速度検出装置。

Images